[发明专利]一种三氟乙烯制备用催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其制备方法，涉及到一种以1,1,1,2-四氟乙烷制备三氟乙烯的催化剂及其制备。

背景技术

三氟乙烯不仅是一种重要的高分子单体，而且还是合成其它许多化合物的重要中间体。但是三氟乙烯沸点较低，易自聚爆炸，具有较高的危险性且难以运输和长期保存，目前在三氟乙烯制备方面的研究非常少，未能产生成熟的生产技术与工艺。

法国专利FR2710054、FR2729136和美国专利US5856593A报道了以1,1,1,2-四氟乙烷（HFC-134a）为原料催化脱氟化氢制备三氟乙烯的工艺路线。该工艺主要采用AlF3作催化剂，氮气为稀释剂,反应需要较高的温度，在600℃时，1,1,1,2-四氟乙烷的转化率仅有34%，而且催化剂活性不高，产品分离和提纯困难。

上述工艺路线存在着三氟乙烯收率较低、反应条件苛刻、催化剂寿命短、反应需要稀释气体、增加后期分离成本的问题。

发明内容

本发明为克服背景技术中存在的不足，采用分步法制备催化剂，用共沉淀法制备氟化镁与氟化铝的载体，焙烧后浸渍硝酸铯或硝酸钾，再经过焙烧后采用等量浸渍法负载硝酸铈、硝酸钇、硝酸镍或硝酸锆，制成多组分催化剂，该催化剂具有催化活性高、选择性好、使用寿命长的优点。

为了实现本发明的目的，本发明提供一种三氟乙烯制备用催化剂，所述催化剂的制备方法步骤如下：将镁与铝的可溶性盐，按摩尔比0.1-0.5:1加入聚四氟乙烯反应瓶，加入水搅拌溶解，逐滴加入质量浓度为40%的氢氟酸，调节pH值在2-5之间，过滤，洗涤滤饼至中性，将滤饼在马弗炉中以10℃/min的升温速率升至450-550℃焙烧1-4h，降温，将焙烧后的滤饼放入烧瓶中，加入硝酸铯、硝酸钾中的一种，硝酸铯或硝酸钾的加入量与镁和铝的可溶性盐总摩尔比为0.005-0.01:1，加水溶解，搅拌3h，将水蒸干，固体在马弗炉中以10℃/min的升温速率升至450-550℃焙烧1-4h，降温，将固体加入烧瓶中，采用等量浸渍法浸渍硝酸铈、硝酸钇、硝酸镍或硝酸锆，铈、钇、镍或锆的负载量与镁和铝的可溶性盐总摩尔比0.01-0.05:1，蒸干水分后，将固体在马弗炉中以10℃/min的升温速率升至450-550℃焙烧1-4h，降温，制成催化剂。

产物的分析：将制得的催化剂量取30mL装入反应管中，待温度稳定在420℃后，通入1,1,1,2-四氟乙烷，开始计时，保持接触时间为6s，运行20h，反应产物经水洗、碱洗吸收HF后，再经干燥，气相色谱进行分析，使用GC-2014C型气相色谱仪，色谱柱为GS-GasPro柱，氮气作载气，柱前压为60kPa，分流比为20:1，采用FID检测器，检测器温度为220℃，柱箱140℃恒温进样，采用峰面积归一化定量，得到原料转化率和三氟乙烯的选择性数据。

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例，但并不限制本发明的范围。

实施例1

在聚四氟乙烯反应瓶中加入0.1mol的硝酸镁，1mol的硝酸铝，加水搅拌溶解，逐滴加入质量浓度为40%的氢氟酸，调节pH值为2，过滤，洗涤滤饼至中性，将滤饼在马弗炉中以10℃/min的升温速率升至450℃焙烧1h，降温，将焙烧后的滤饼放入烧瓶中，加入硝酸铯，硝酸铯的加入量与硝酸镁、硝酸铝总摩尔的比值为0.005:1，加水溶解，搅拌3h，将水蒸干，固体在马弗炉中以10℃/min的升温速率升至450℃焙烧4h，降温，将固体加入烧瓶中，采用等量浸渍法浸渍硝酸铈，硝酸铈加入量与硝酸镁、硝酸铝总摩尔比为0.01:1，蒸干水分后，将固体在马弗炉中以10℃/min的升温速率升至450℃焙烧4h，降温，制成催化剂。原料转化率为56.8%，三氟乙烯选择性达到98.7%。

实施例2

与实施例1操作方法相同，加入硫酸镁与硫酸铝的摩尔比为0.1:1，加水搅拌溶解，逐滴加入质量浓度为40%的氢氟酸，调节pH值为3，过滤，洗涤滤饼至中性，将滤饼在马弗炉中以10℃/min的升温速率升至470℃焙烧3h，降温，将焙烧后的滤饼放入烧瓶中，加入硝酸铯，硝酸铯的加入量与硫酸镁、硫酸铝总摩尔比为0.007:1，加水溶解，搅拌3h，将水蒸干，固体在马弗炉中以10℃/min的升温速率升至470℃焙烧3h，降温，将固体加入烧瓶中，采用等量浸渍法浸渍硝酸钇，硝酸钇加入量与镁和铝的可溶性盐总摩尔比0.02:1，蒸干水分后，将固体在马弗炉中以10℃/min的升温速率升至470℃焙烧2h，降温，制成催化剂。原料转化率为55.9%，三氟乙烯选择性达到98.2%。

实施例3